청진기
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1. 개요
청진기는 1816년 프랑스 의사 르네 라에네크에 의해 발명된 의료 기구로, 신체 내부의 소리를 듣는 데 사용된다. 초기에는 나무 관 형태로 시작하여, 1852년 조지 필립 캠먼에 의해 양이 청진기가 상용화되면서 현대적인 형태의 기반을 다졌다. 이후 1940년대 양면 청진기, 1960년대 데이비드 릿만의 청진기 개발을 거쳐, 1970년대에는 조절 가능한 진동판과 짧은 고무관을 가진 청진기가 등장했다. 최근에는 전자 청진기, 도플러 청진기, 3D 프린팅 청진기 등 다양한 형태의 청진기가 개발되어 의료 현장에서 활용되고 있으며, 의료 전문가의 신뢰도를 높이는 데 기여한다.
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| 청진기 | |
|---|---|
| 청진기 | |
 | |
| 분류 | 의료 기기 |
| 산업 | 의학 |
| 용도 | 청진 |
| 발명가 | 르네 라에네크 |
| 발명 년도 | 1816년 |
| 소리 | |
2. 역사
청진기는 1816년 프랑스 파리의 네케르-앙팡 말라드 병원에서 르네 라에네크에 의해 발명되었다.[1][2][3] 라에네크는 여성 환자의 심장 소리를 듣기 위해 직접 가슴에 귀를 대는 것이 불편하여 청진기를 발명하게 되었다. 그는 환자의 가슴과 자신의 귀 사이에 종이를 말아 놓으면 신체 접촉 없이도 심장 소리를 증폭시킬 수 있다는 것을 알게 되었다.[6] 라에네크의 청진기는 귀 트럼펫(보청기의 역사적 형태)과 유사했다. 그는 자신의 장치를 "청진기"(stethoscope)[7] (''stetho-'' + ''-scope'', "가슴 범위")라고 불렀다.
이후 1829년에 최초의 유연한 청진기가 등장하였고, 1840년 골딩 버드는 유연한 관을 가진 청진기를 설명하였다. 독일 의사 트라우베는 소리를 더 크게 듣기 위해 환자에게 대는 부분을 크게 한 주전자 모양의 청진기를 개발했고, 1855년에는 미국의 의사 조지 카만(George Cammann)이 양이형 청진기를 발명하여 정확도를 크게 향상시켰다.[36]
1926년 미국의 의사 라파포트(Lapoport)와 스프래그(Sprague)가 호흡음과 심장음을 번갈아 들을 수 있는 양면 청진기를 발명했고,[35] 1967년 데이비드 릿트만(David Littmann)에 의해 소형화, 경량화된 청진기가 개발되었다.[35]
청진기의 발명은 (환자의 말보다) 객관적인 수치로 진단하는 근대적인 “의학 모델”을 추진하는 한 요인이 되었다고 여겨진다.[37]
최근에는 앰프를 이용해 소리를 증폭하고 불필요한 소리를 제거하는 “디지털 청진기”,[38] 스피커로도 들을 수 있도록 하여 원격 진료에도 활용 가능한 청진기[38] 등 청진기는 계속 진화하고 있다.
2. 1. 초기 역사
르네 라에네크는 여성 환자의 심장 소리를 듣기 위해 직접 귀를 가슴에 대는 것이 불편하여 청진기를 발명했다.[4][5] 그는 종이를 말아 환자의 가슴과 자신의 귀 사이에 놓으면 심장 소리가 증폭된다는 것을 발견했다.[6] 초기 청진기는 나무 튜브 형태였으며,[1][2][3] 이는 당시 보청기의 일종인 귀 트럼펫과 유사했다. 라에네크는 자신의 발명품을 "청진기(stethoscope)"라고 명명했으며,[7] 이는 "가슴을 보는 도구"라는 의미를 담고 있다.1829년에는 최초의 유연한 청진기가 등장했으나, 명확한 형태는 알려져 있지 않다.[8] 1840년 골딩 버드는 유연한 튜브가 있는 청진기를 설명했지만, 뱀 귀 트럼펫(snake ear trumpet)이라 불리는 이전 디자인은 유용성이 떨어진다고 언급했다.[9] 버드의 청진기는 단일 이어피스를 가지고 있었다.
2. 2. 양이 청진기의 등장
1851년, 아일랜드 의사 아서 리어드(Arthur Leared)는 양쪽 귀로 들을 수 있는 양이 청진기를 발명했다.[1] 1852년, 조지 필립 캠먼(George Philip Cammann)은 이 디자인을 개량하여 상용화했고, 이는 곧 표준적인 청진기가 되었다.[1] 캠먼은 청진을 통한 진단에 관한 중요한 논문을 발표하여 양이 청진기의 유용성을 널리 알렸다.1858년, 소머빌 스콧 앨리슨(Somerville Scott Alison)은 두 개의 분리된 종을 가진 스테토폰(stethophone)을 발명하여, 사용자가 두 개의 다른 위치에서 나오는 소리를 듣고 비교할 수 있게 하였다.[1] 이는 이중 청력과 청각 처리에 대한 연구를 가능하게 했고, 소리 위치 파악에 대한 지식을 발전시켜 이중 융합에 대한 이해로 이어졌다.[1]
2. 3. 청진기의 발전과 현대적 형태
1940년대, 래퍼포트(Rappaport)와 스프레이그(Sprague)는 한쪽은 호흡기계에, 다른 한쪽은 심혈관계에 사용되는 양면 청진기를 설계했다. 이는 이후 청진기 디자인의 기준이 되었다.[1] 래퍼포트-스프레이그 청진기는 휴렛패커드(Hewlett-Packard)에서 제작되었으며, HP의 의료 제품 부서는 아길렌트 테크놀로지스(Agilent Technologies, Inc.)를 거쳐 필립스(Philips)에 인수되었다. 래퍼포트-스프레이그 모델 청진기는 무겁고 짧았으며(약 45.72cm~약 60.96cm), 구식 외관을 가지고 있었다.[1]
1960년대 초, 하버드 의과대학(Harvard Medical School) 교수인 데이비드 릿만(David Littmann)은 이전 모델보다 가볍고 음향 성능이 향상된 새로운 청진기를 개발했다.[11][12] 1970년대 후반, 3M-Littmann은 조정 가능한 진동판을 도입하여 저주파 및 고주파 소리를 모두 청취할 수 있게 했다.[13]
1999년, 리처드 데슬로리어스(Richard Deslauriers)는 외부 소음을 감소시키는 청진기(DRG Puretone)를 개발했다. 이 청진기는 두 개의 평행한 루멘 안에 강철 코일을 넣어 소음을 열 에너지로 소산시키는 방식으로 작동했다. 2005년, DRG의 진단 부서는 TRIMLINE Medical Products에 인수되었다.[14]
1926년 미국의 의사 라파포트(Lapoport)와 스프래그(Sprague)가 호흡음을 듣기 쉬운 면과 심장음을 듣기 쉬운 면을 번갈아 사용할 수 있는 양면 청진기를 발명했고,[35] 1967년 독일 출신 의사이자 하버드 대학교 의과대학 교수인 데이비드 릿트만(David Littmann)에 의해 스프래그형 청진기가 소형화, 경량화되어 오늘날 의사들이 가장 많이 사용하는 청진기가 개발되었다.[35]
일본에서는 1960년대까지 청진기의 흉부(가슴) 부분이 상아로 만들어지고 고무관이 긴 청진기가 주류였지만, 1970년대 이후에는 흉부 부분이 진동판과 종 모양 부분으로 나뉘고 고무관이 짧은 청진기로 바뀌어 갔다.
최근에는 앰프를 이용해 소리를 증폭하고 불필요한 소리를 제거하여 들리는 소리를 좋게 하고, 청진음의 기록도 가능하게 한 “디지털 청진기”,[38] 이어폰을 없애고 스피커로도 들을 수 있도록 하여 원격 진료에도 활용 가능한 청진기[38] 등 청진기는 계속 진화하고 있다.
2. 4. 한국의 청진기 역사
일본에서는 1960년대까지 청진기의 흉부(가슴) 부분이 상아로 만들어지고 고무관이 긴 청진기가 주류였지만, 1970년대 이후에는 흉부 부분이 진동판과 종 모양 부분으로 나뉘고 고무관이 짧은 청진기로 바뀌어 갔다.[35]1991년 일본 의사 카자마 시게루(風間繁)는 흉부 부분을 좌우로 나누어 양쪽 귀로 서로 다른 소리를 듣는 “스테레오 청진기”를 개발했다.[35]
3. 청진기의 구조 및 종류
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청진기는 흉부, 벨(bell), 진동판(diaphragm), 고무관, 이관, 이어피스로 구성된다.[35]
음향식 청진기는 흉부 조각(일반적으로 횡격막(플라스틱 원반) 또는 벨(속이 빈 컵))을 환자의 신체에 대고 사용한다. 횡격막을 대면 신체 소리가 횡격막을 진동시켜 음향 압력파를 생성하고, 이 압력파는 관을 통해 듣는 사람의 귀로 전달된다. 벨을 대면 피부의 진동이 직접 음향 압력파를 생성하여 귀로 전달된다. 벨은 저주파 소리를, 횡격막은 고주파 소리를 전달한다. 벨과 횡격막 사이의 공간에 연결되는 관은 한쪽만 열려 있고 회전할 수 있어, 헤드에서 관을 180도 회전시켜 벨과 횡격막을 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 양면 청진기는 20세기 초 라파포트와 스프레이그에 의해 발명되었다.
청진기의 기본적인 원리는 피부에 직접 대는 흉곽부에서 소리를 감지하여, 분기된 고무관을 통해 양쪽 귀에 소리를 전달하는 것이다.
순환기나 호흡기를 전문으로 하는 의사가 진단에 사용하는 고급 기종은 벨의 재질이 단단하고, 튜브는 굵고 두껍고 짧으며, 더 미세한 소리가 잘 들리도록 음향 성능이 조절되어 있다. 그러나 보급품과 비교하여 절대적인 성능이 압도적으로 우수한 것은 아니며, 의사의 기술이 중요하다.
3. 1. 흉부
피부에 직접 닿는 부분으로, 소리를 감지하는 역할을 한다. 일반적인 진동판의 지름은 45mm 또는 50mm이며, 소아용은 더 작다. 최근에는 두 개로 나뉜 스테레오 방식의 흉부가 개발되었다.[35]3. 2. 벨 (Bell)
나팔 모양의 수음 부분으로, 모든 주파수의 소리를 들을 수 있어 심장 소리, 과잉심음, 심잡음, 혈관음 등의 저음을 듣기에 적합하다. 피부에 닿을 때 차갑지 않도록 고무 링이 둘러져 있는 경우가 많다.[35]3. 3. 진동판 (Diaphragm)
진동판은 수음을 위해 흉부에 부착된 막이다. 진동판이 저음역을 차단하므로 고음역이 잘 들리도록 되어 있다. 호흡음, 심음, 심잡음, 혈관 잡음 등 고음을 듣기에 적합하다. 흉부를 누르는 압력을 조절하여 고음과 저음을 구분하는 기능을 가진 진동판도 있다.[35]3. 4. 고무관
흉곽부와 이관을 연결하는 관으로, 흉곽부에서 좌우 이관으로 분기된다. 1개의 관인 경우, 내부에 격벽이 있는 경우, 2개의 관인 경우가 있다. 염화비닐 제품이 많다. 분기 부근에 스프링이 내장된 방식을 "내장 스프링 방식", 스프링이 외장된 것을 "외장 스프링 방식"이라고 하며, 일반적으로 외장 스프링 방식은 구형이거나 저가형에 많이 사용된다.[35]3. 5. 이관
좌우 귀에 꽂는 굴곡진 금속관으로, "바이노럴"이라고도 한다. 이관, 외장 스프링, 고무관이 일체형인 경우가 많다.[35]3. 6. 이어피스
이관 끝에 붙어 귀에 삽입하는 부분으로, 분리하여 세척할 수 있다. 다양한 크기와 경도의 이어피스가 있다.3. 7. 종류
싱글 타입은 진동판 면만 있고, 더블 타입은 진동판 면과 벨 면을 양면으로 사용할 수 있다. 튜브 안에 스프링이 내장된 것을 "내장 스프링 방식", 스프링이 외부에 장착된 것을 "외장 스프링 방식"이라고 하며, 일반적으로 외장 스프링 방식은 구형이거나 저가형에 많이 사용된다.[35]| 종류 | 설명 |
|---|---|
| 싱글 타입 | 진동판 면만 있는 형태 |
| 더블 타입 | 진동판 면과 벨 면을 양면으로 사용할 수 있는 형태 |
| 내장 스프링 방식 | 튜브 안에 스프링이 내장된 형태 |
| 외장 스프링 방식 | 스프링이 외부에 장착된 형태 (주로 구형 또는 저가형) |
4. 현대의 청진기
현대의 청진기는 기술 발전에 따라 다양한 형태로 발전해왔다.
전자 청진기(스테토폰)는 신체 소리를 전자적으로 증폭하여 미세한 소리도 들을 수 있게 해준다. 여러 회사에서 전자 청진기를 제공하고 있으며, 음향 음파를 전기 신호로 변환하여 증폭 및 처리하는 방식으로 작동한다. 소리를 전자적으로 전송하므로 무선 연결, 녹음, 소음 감소, 신호 향상 등의 기능을 제공하며, 컴퓨터 지원 청진 프로그램과 함께 사용하여 심장 소리의 이상 유무를 분석하기도 한다. 또한, 외부 녹음 장치와 연결하여 녹음된 청진 소리를 다시 듣거나 원격의료에 활용할 수도 있다.[1]
도플러 효과를 이용하는 도플러 청진기는 움직이는 장기의 소리를 측정하는 장치이다. 특히 심장 박동과 같이 움직이는 물체를 감지하는 데 적합하며, 최근 연구에 따르면 일반 청진기로는 감지하기 어려운 판막 운동 및 혈류 소리도 청진할 수 있다고 한다.[28][29][30]
3D 프린팅 청진기는 3D 프린팅 기술로 제작된 오픈 소스 의료 기기이다. 2012년 가자 지구 분쟁 당시 가자 지구 봉쇄 상황에서 의료 장비 부족 문제를 해결하기 위해 개발되었으며, 1960년대 리트만 청진기를 기반으로 제작되었다.[31][32]
이 외에도 태아의 심장 소리를 듣기 위한 태아 청진기(피나르 뿔)가 있으며, 1960년대 이전에는 식도 청진기가 수술 중 모니터링에 사용되기도 했다.[27][33] 
4. 1. 전자 청진기 (Electronic Stethoscope)
전자 청진기(또는 '''스테토폰''')는 신체 소리를 전자적으로 증폭하여 낮은 소리 수준을 극복한다. 그러나 청진기 접촉 인공물의 증폭과 구성 요소 차단(전자 청진기 마이크, 프리앰프, 앰프 및 스피커의 주파수 응답 임계값)은 중간 범위의 소리를 증폭하는 동시에 고주파 및 저주파 범위의 소리를 감쇠시켜 전자적으로 증폭된 청진기의 전반적인 유용성을 제한한다.[1] 현재 여러 회사에서 전자 청진기를 제공하고 있다. 전자 청진기는 음향 음파를 전기 신호로 변환해야 하며, 그런 다음 최적의 청취를 위해 증폭 및 처리할 수 있다. 모두 동일한 물리학을 기반으로 하는 음향 청진기와 달리 전자 청진기의 트랜스듀서는 매우 다양하다. 가장 간단하고 효과가 낮은 소리 감지 방법은 흉부 조각에 마이크를 배치하는 것이다. 이 방법은 주변 소음 간섭의 영향을 받으며 더 이상 선호되지 않는다.
소리가 전자적으로 전송되기 때문에 전자 청진기는 무선 장치가 될 수 있으며, 녹음 장치가 될 수 있으며, 소음 감소, 신호 향상 및 시각 및 음성 출력을 제공할 수 있다. 2001년경 Stethographics는 심장 및 폐음의 그래픽 표현인 심음도를 생성하고 관련 알고리즘에 따라 해석할 수 있는 PC 기반 소프트웨어를 도입했다.
전자 청진기는 또한 기록된 심장 소리의 병적인 또는 무해한 심잡음을 분석하기 위해 컴퓨터 지원 청진 프로그램과 함께 사용된다.[23]
일부 전자 청진기는 노트북이나 MP3 녹음기와 같은 외부 녹음 장치에 사용할 수 있는 직접 오디오 출력 기능을 갖추고 있다. 같은 연결 방식을 사용하여 청진기 헤드폰을 통해 이전에 녹음된 청진을 들을 수 있으므로 일반적인 연구뿐만 아니라 특정 환자의 상태 및 원격의료 또는 원격 진단에 대한 평가 및 협의를 위한 자세한 연구가 가능해졌다.
4. 2. 도플러 청진기
도플러 청진기는 신체 내 장기에서 반사되는 초음파의 도플러 효과를 측정하는 전자 장치이다. 도플러 효과로 인한 반사파의 주파수 변화를 통해 움직임을 감지한다. 따라서 도플러 청진기는 심장 박동과 같이 움직이는 물체를 다루는 데 특히 적합하다.[28]최근 연구에서 연속 도플러를 사용하면 성인의 심장 검진 시 일반 청진기로는 감지되지 않는 판막 운동과 혈류 소리를 청진할 수 있음이 입증되었다. 도플러 청진은 대동맥 역류 감지를 위한 민감도가 84%였던 반면, 일반 청진기는 58%였다. 또한, 도플러 청진은 심실 이완 기능 저하 감지에도 우수했다. 도플러 청진과 일반 청진의 물리적 원리가 다르기 때문에 두 방법이 서로 보완할 수 있다는 의견이 제시되었다.[29][30]
최근에는 시끄러운 환경(최대 110dB)에서 환자를 청진하기 위한 군사용 내소음 도플러 기반 청진기가 개발되었다.
4. 3. 3D 프린팅 청진기
'''3D 프린팅 청진기'''는 3D 프린팅 방식으로 제조된 오픈소스 의료 기기로, 청진을 위해 사용된다.[31] 이 청진기는 타렉 루바니 박사와 의료 및 기술 전문가 팀이 Glia 프로젝트의 일환으로 개발했으며, 설계는 처음부터 오픈소스로 공개되었다. 2015년 여름 언론의 광범위한 보도를 받았다.
3D 프린팅 청진기는 가자 지구 봉쇄 상황에서 2012년 가자 지구 분쟁 당시 응급의학과 의사로 일하던 팔레스타인계 캐나다인 루바니 박사가 청진기와 같은 필수 의료 장비 부족을 겪으면서 필요성이 대두되었다. 루바니 박사가 개발한 3D 프린팅 청진기는 1960년대 ''Littmann Cardiology 3'' 청진기를 기반으로 제작되었다.[32]
4. 4. 기타
태아 청진기 또는 태아경은 나팔 모양의 음향 청진기로, 임신한 여성의 복부에 대고 태아의 심장 소리를 듣는 데 사용된다.[27] 피나르 뿔이라고도 불리며, 프랑스의 산부인과의사 아돌프 피나르(1844–1934)의 이름을 따서 지어졌다.1960년대 이전에는 식도 청진기가 수술 중 루틴 모니터링의 일부였다.[33]
5. 청진기의 활용 및 의의
청진기는 의사가 환자의 심장, 폐, 장 등 내부 장기의 소리를 듣고 건강 상태를 평가하는 데 사용되는 필수적인 의료 도구이다.[15] 청진을 통해 심장 박동, 호흡음, 장음 등을 청취하여 다양한 질병을 진단하고, 환자의 상태 변화를 추적할 수 있다.
청진기는 의료 전문가의 상징으로 여겨지며, 의료 제공자들은 종종 목에 청진기를 걸고 있는 모습으로 보이거나 묘사된다.[15] 2012년 연구 논문에 따르면, 청진기는 다른 의료 장비와 비교했을 때, 청진기를 사용하는 의료 종사자의 신뢰도에 가장 큰 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다.[15][16]
최근 임상 현장에서 청진기의 유용성에 대한 의견은 의료 전문 분야에 따라 다르다. 연구에 따르면 청진기를 통해 들리는 소리에 기반하여 진단을 내리는 능력인 청진 기술이 상당 기간 감소해 왔으며, 일부 의학교육자들은 이를 재확립하기 위해 노력하고 있다.[17][18][19]
6. 청진기의 한계 및 보완
청진 기술은 숙련된 기술이 필요하며, 의료 전문가 간 청진 능력에 차이가 있을 수 있다.[17][18][19] 일반 진료에서 팽창식 커프와 청진기를 사용하는 기계식 혈압계를 이용한 전통적인 혈압 측정은 자동 혈압계로 점차 대체되고 있다.[20]
7. 비의료적 사용
- 기계의 이상음 발생 위치를 찾는다.
- 배관의 소리를 듣는다.
- 알의 부화 과정을 관찰한다.
- 영화 등에서는 금고털이범이 실린더의 소리를 확인하는 데 사용되기도 한다.
8. 주요 청진기 브랜드
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[38]
뉴스
聴診器に200年ぶりの革新、デジタル聴診デバイスを開発
https://xtrend.nikke[...]
日経クロストレンド
2022-01-29
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